关于物流机器人的构建设计

陈佳录，张敏丹，朱云飞，吕小凡，周琦

（辽宁科技大学，辽宁 鞍山 114051）

1 研究背景

电子商务的蓬勃发展，让国内物流同样得到了前所未有的提速。

为此，市面上出现了一种物流机器人，该新型机器人可在物流仓库中移动并自动装卸和搬运货物，但是这种机器人通过机器手进行工作，所以缺点难以避免，那就是无法很好地适应复杂的工作环境，货架高度和货物的尺寸都会对其工作情况造成影响，功能方面的单一使得其很难与多种运输线对接，难以满足多种运输条件，且市面上的机器人维修成本大，载重小，智能化程度低，因此急需一种能克服以上问题的多联动物流运输机器人。

2 设计思路

该机器人由ST89C52单片机为核心控制系统，采用L298N电机驱动芯片及PWM技术实现机器人启停转向速度控制，通过外围避障模块的设置，增加了该机器人的循迹和避障功能，另外通过联合系统的作用，该机器人增加了联合作业的功能，使其整个工作过程更加可靠，保证了分拣操作的可持续性，大大提高了分拣速度，提升了物流运输的工作效率。其系统原理图如图1。

图1 机器人的系统原理图

2.1 机械结构的设计

一种用于物流中转站的多联动机器人，主要包含了三轮移动组件、差速电机驱动系统、移动组件以等，各部门联合工作的一个完整体系、用于控制差速电机驱动系统的主控系统以及用于提供电能的电源模块，所述三轮移动组件包括机器人底座、设置在机器人底座下方的辅助万向轮和两个独立的驱动左右轮，所述机器人底座上还设置有避障模块，所述避障模块也与主控系统连接，还有智能搬运装置。机器人机构图如图2。

图2 机器人的结构

所述智能搬运装置包括设置在机器人底座上方的承载平台和用于分拣物品的三自由度机械臂，且三自由度机械臂远离旋转驱动组件的一端设置有用于距离检测的光电传感器，所述光电传感器与主控系统的输入端连接。所述联合系统包括两个机器人和两个各自安装在机器人上的机械臂以及视觉传感器和压力传感器。所述视觉传感器和压力传感器与主控系统的输入端连接。以上就保证了机器人在工作过程中正常运行以及多台合作。

2.2 物流机器人的优点

物流机器人是近代自动控制领域出现的一种高新技术，涉及到力学、自动控制技术、传感器技术、计算机技术以及单片机技术等。

物流机器人可以看做是整个智能物流领域的基础，可以充分的对工作区域的空间进行应用，极大的提高搬运效率，缩短作业时间，整体效率得到了优化。就目前来说，在使用的通常为无人搬运机器人，而且仍然处于发展的初期，智能化还稍显不足，自动化技术可以说是其基础性的一项技术。自动化机器人的大量推广和使用为智能化行业的发展提供了一个广阔的发展前景，大大的推动了相关事业的发展。

物流机器人的推广和使用提高了企业的生产效率，降低了人们的劳动强度，可以说是非常适应当下的时代背景的，对于未来的生产业和社会整体发展也有着巨大的促进作用，相信一定会有更多更先进的机器人被应用到生产中。

目前来看，物流机器人拥有如下优点：

（1）使得货物的摆放更加便于管理。

（2）可以使用自身控制系统进行有效的数据分析，然后根据分析结果远程进行作业控制。

（3）减少了搬运过程中出现的货物损坏现象，减少了因为操作失误或者工作疏忽而造成的不必要的损失，降低了企业运营成本。

（4）相比传统的叉车，占用较窄的巷道就可以进行更多的作业操作，对场地的要求更柔性。

（5）可以有效进行任一站点的运输，节省了人力资源。

（6）可以将各个子流程更加合理的安排在一起。

（7）能够适应相对危险或者不宜人员进入的环境进行工作，适应性更强。

（8）物流机器人有着相对明确的移动路径，如果遇到有物品阻碍，会自动进行停靠，避免因为认为疏忽造成的损失，安全性相对更高。

（9）节省了人工方面带来的运营成本，让企业更快的收回投资，而且还可以避免传统行业中频繁出现的雇员流动性过高的问题。

（10）合理的对现有场地进行规划，整洁的车间能够提升年企业的形象，促进无人化生产的实现。

3 发展趋势

现代社会，电子商务和新零售行业得到了空前的发展，而智能制造和智慧物流等产业作为其配套产业，也得到了相应的发展，人工智能、大数据、物联网等新兴技术不断优化，物流机器人也随之得到了很好的发展，在我过发展的如火如荼。从未来的发展趋势来看，物流机器人必然会朝着更加智能化和更加柔性化的方向发展，环境感知能力需要进一步得到增强，运动控制、系统调度以及机器人自身系统都要深入的进行融合，机器人 看 和 认知 功能进一步优化，机器人能够自行对外部环境进行细致探测，正确的对这周围环境进行感知，能够适应开放性程度更高的环境，并且根据数据的搜集正确的做出判断并采取行动，实现更复杂层面的决策和行动，对人和障碍物能够自主识别，对交通信号标志能够正确认知，甚至上万台机器人实现共同协作调动等，帮助企业进一步实现自身的数字化和智能化，形成一个全新的物流生态系统。

4 结语

随着城市经济的不断增长，物流行业也在不断发展、进步。各种搬运、分类、运输等工作越来越繁重。做物流行业的人们劳心劳力。总结其原因有两点：其一是物品越来越多、越来越重，人的体力跟不上。其二是物品分类越来越繁杂，分类管理越来越麻烦。那么多联动物流机器人的兴起完全可以改变这一现状，作为物流工作人员的替代品，无疑是最好的选择。随着科技的不断进步，物流机器人将会有更大的发展空间。